2019-2020年高中生物 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?第1課示范教案 新人教版.doc

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2019-2020年高中生物 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?第1課示范教案 新人教版 ●從容說課 本節(jié)利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容： 1.水分子是順著相對含量的梯度跨膜運輸?shù)摹? 2.一些離子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度來進行的，最后總結(jié)出細胞膜是選擇透過性膜。實例主要突出的是水的跨膜運輸方式——滲透。要讓學生明確這幾個問題：擴散與滲透的區(qū)別；原生質(zhì)層與原生質(zhì)的區(qū)別；細胞與滲透裝置的共同之處（一個成熟的細胞就是一個滲透系統(tǒng)）；半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別和聯(lián)系；細胞在什么情況下吸水和失水。 本節(jié)實驗是一個“探究實驗”，這也是學生高中階段第一次接觸“探究實驗”，要逐步教會學生進行探究的基本方法和步驟。雖然實驗本身很簡單，關(guān)鍵是要引導學生如何從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，提出有價值的問題，引導學生學會如何分析問題作出假設(shè)，并根據(jù)所做的假設(shè)來設(shè)計實驗，考慮實驗操作的具體細節(jié)（材料、用具、試劑的選擇，操作步驟，結(jié)果預期，設(shè)計記錄表格等），這才是最重要的。 本節(jié)可以分2課時進行，第一課時著重介紹探究實驗的一般方法和步驟，第二課時則進行實驗，分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論。結(jié)合對實驗的分析來介紹滲透裝置和滲透作用，指出一個成熟的細胞就是一個滲透裝置，最后通過書本中的資料分析得出：（1）離子的跨膜運輸并不是順著離子相對含量的梯度來進行的；（2）細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。 ●三維目標 1.知識與技能 （1）說出細胞在什么情況下吸水和失水。 （2）舉例說明細胞膜是選擇透過性膜。 （3）熟練制作臨時裝片和操作顯微鏡觀察。 2.過程與方法 （1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。 （2）學習進行探究問題的一般方法和步驟。 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）參與課堂討論與交流。 （2）養(yǎng)成良好的實驗習慣，如及時清洗和擺放實驗用具，愛護實驗室衛(wèi)生等。 ●教學重點 1.如何進行探究實驗，其基本方法和一般過程。 2.滲透作用；細胞是一個滲透系統(tǒng)。 3.細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。 ●教學難點 1.如何發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。 2.如何設(shè)計實驗過程（材料、實驗用具、試劑的選擇，實驗結(jié)果的預測，操作的細節(jié)）。 3.細胞膜不僅僅是半透膜，還是選擇透過性膜。 ●教具準備 1.滲透演示實驗。 2.蘿卜條吸水和失水的演示實驗。 3.滲透原理的多媒體演示課件。 ●課時安排 2課時 第一課時 探究細胞的吸水與失水 ●教學過程 ［課前準備］ 課前老師準備好蘿卜條吸水和失水的演示實驗，取三塊形狀大小相同的蘿卜條，一塊置于盛有清水的燒杯中，一塊置于盛有鹽水的燒杯中，一塊用培養(yǎng)皿盛放以作對照。此實驗一般需要半小時就可以有明顯的結(jié)果。 ［情境創(chuàng)設(shè)］ 今天我們開始學習第4章《細胞的物質(zhì)輸入和輸出》，無論是從個體層次還是細胞層次來看，生命系統(tǒng)并不是一個孤立封閉的系統(tǒng)，它要不斷與外界發(fā)生物質(zhì)和能量的交換，包括從外界攝入物質(zhì)（如我們吸入氧氣、吃飯等），同時也包括及時地把代謝產(chǎn)生的廢物排出體外（如呼出二氧化碳，排尿，出汗等）。那么這一章我們著重探討在細胞層次上物質(zhì)是如何輸入和輸出的。 首先我們來看這樣幾個生活中的例子： （1）你吃比較咸的食物時，例如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜會有什么感覺？為什么？ 學生：會有干燥難受的感覺，因為口腔和唇的細胞失去水分，即水分的輸出。 （2）當你把白菜剁碎準備做餡時，常常要放一些鹽，過一段時間后就可見有水分滲出，這些水分是從哪里來的？ 學生：菜餡細胞失去的水分，即水分的輸出。 （3）蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時間后，會有什么變化？ 學生：菜葉又重新變得硬挺起來了，葉面伸展，即水分的輸入。 （4）老師展示課前準備好的蘿卜條失水和吸水的實驗，介紹實驗過程，展示實驗結(jié)果。問：兩個燒杯中的蘿卜條為什么會出現(xiàn)明顯的不同呢？ 學生：清水中的蘿卜條吸水，即水分的輸入；鹽水中的蘿卜條失水，即水分的輸出。 （5）你還能想到哪些類似的例子呢？ …… ［師生互動］ 1.提出問題 教師：結(jié)合上面這些例子，特別是蘿卜條吸水和失水的這個演示實驗，如果深入思考的話，你可以提出什么問題？將問題寫下來。 學生：①細胞會失水嗎？（滲出的水是細胞內(nèi)的水還是間隙的水） ②細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢？ ③水分是如何進出細胞的？ …… 教師：大家一起來討論一下提的問題哪些是有價值的，值得探究的？ 學生：②和③兩個問題提得好，可以探究。 教師：我們要學會善于從生活中的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科學家發(fā)現(xiàn)也就是在平時看似習以為常的現(xiàn)象或者一些偶然巧合的現(xiàn)象中提出來的，例如牛頓就從蘋果掉下來的現(xiàn)象中提出地球引力的問題；細菌學家弗萊明從一個長了青霉的細菌培養(yǎng)皿中提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用，從而提取出青霉素的。當然這要求我們要有敏銳的觀察能力和敏捷的思維。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要?！笨梢哉f“提出問題的能力”是人們素質(zhì)的一個重要組成部分,是創(chuàng)造發(fā)明的源泉之一。 好，提出了一個有價值的問題以后，我們?nèi)绾稳パ芯克?？這節(jié)課我主要是告訴大家探究問題的一般方法和步驟。 2.作出假設(shè) 當一個問題提出來后，首先我們要對現(xiàn)象進行分析，結(jié)合已有的知識（必要時還要查找一些資料）和生活經(jīng)驗，對提出的問題作出一個嘗試性的回答。我們叫“作出假設(shè)”。 比如我們研究“細胞在什么情況下會失水，什么情況下會吸水呢”，綜合分析以上幾個例子——嗑瓜子引起口干，菜餡滲出水，還有鹽水中的蘿卜條失水，它們的共同點是細胞外有一定的鹽分，所以可以推理“是不是當細胞外界溶液的濃度過大或者說大于細胞內(nèi)的濃度時，細胞會失水呢？反之如果細胞外溶液低于細胞內(nèi)溶液的濃度時細胞則會吸水”，作出了一個假設(shè)。 那作出的假設(shè)正確與否呢？就需要通過實驗來驗證，那么接下來我們就要設(shè)計一個實驗，創(chuàng)造我們假設(shè)中所提出的條件，來檢測細胞是否發(fā)生失水或吸水。 3.設(shè)計實驗 教師：那這個實驗的設(shè)計上我們需要考慮哪些細節(jié)呢？ 首先我們要考慮“選擇怎樣的細胞材料來進行實驗”，脫開書本，假如你是第一次碰到這樣的問題，你會考慮選擇怎樣的材料呢？ 學生：樹葉；菜葉；血細胞；花瓣。 …… 教師：大家可以打開思維來想，剛才你們提的材料很好，都可以用來嘗試，或許這些材料都能成功，但也可能一些材料不能助你成功。同時你們也想一想這個實驗要用到哪些工具，你如何判斷細胞失水了還是沒有失水？ 學生：用顯微鏡觀察。 教師：很好，當你選用了顯微鏡以后，你的選材就應注意要盡可能選容易做成裝片的，在顯微鏡下容易觀察到的（如細胞比較大，或細胞有顏色等，如果沒有顏色，能不能染色？染色要注意什么）。比如洋蔥表皮細胞有紫色，也很好撕取做成裝片，就可以考慮，那大家還能不能想到其他什么好材料呢？ 學生：水綿，水綿是綠色的，水綿是單層細胞。 那葫蘆蘚也可以，它的葉是一層細胞的。 美人蕉的花瓣表皮細胞中液泡顏色呈現(xiàn)鮮紅色。 紫鴨跖草表皮容易撕取，紫色液泡大而明顯，很容易找到。 …… 教師：大家的思路開始打開了，想得很好，那究竟這些材料好不好，大家也可以做為一個課題來研究，多選幾種材料都試試，進行比較。 好，那接下來我們還要考慮選用怎樣的試劑好呢？ 學生：鹽水。 教師：還有沒有其他的呢？ 學生：糖水； 醋酸； 海水。 …… 教師：想得很好，這里我們同樣也考慮這些問題，我們選的試劑會不會對細胞有傷害？能否保證細胞是活的？如醋酸就可能對細胞產(chǎn)生傷害；試劑的濃度我們最好是能控制的，海水的濃度我們不好控制。還有試劑要是容易獲得的。所以這里大家提的鹽水和糖水是比較好的。 材料、用具、試劑都選好了，接下來我們要考慮整個實驗具體的操作步驟該如何。是先把洋蔥泡在鹽水中，10分鐘后取出做成裝片，顯微鏡下檢測；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢？ 學生：先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下監(jiān)控細胞失水的變化過程。 教師：很好，現(xiàn)在我們還有一個重要的問題，那就是要預期一下實驗結(jié)果，加了高濃度糖水后細胞會發(fā)生怎樣的變化呢？ 學生：細胞會縮小。 圖4－1－1 1.正常細胞 2、3.發(fā)生了質(zhì)壁分離的細胞 教師：對，細胞液中的水分流失，使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層（包括細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質(zhì)。注意：原生質(zhì)層和原生質(zhì)兩個概念是不同的，原生質(zhì)則指細胞內(nèi)的生命物質(zhì)，整個動物細胞都是一團原生質(zhì)，而植物細胞除細胞壁外的其他所有物質(zhì)是一團原生質(zhì)）比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質(zhì)就會與細胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。所以觀察到質(zhì)壁分離可以作為細胞失水的表現(xiàn)。 預測了實驗結(jié)果后，我們可以設(shè)計一個表格來記錄實驗結(jié)果。這個實驗中的表格就比較簡單了。 中央液泡的大小 原生質(zhì)層的位置 細胞大小 0.3 g/mL蔗糖溶液 清水 4.開展實驗 好，當所有這些實驗的細節(jié)都考慮清楚了以后，我們就可以開始實驗了，下節(jié)課我們就到實驗室完成這個探究實驗。 5.記錄結(jié)果 6.分析結(jié)果，得出結(jié)論 做完實驗后，我們要對實驗結(jié)果進行分析，實驗結(jié)果是否與預期相吻合？是否支持了我們最初的假設(shè)？ 當實驗結(jié)果與預期不符時，我們要多思考，也不要急于認定假設(shè)不成立，要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導致不能達到預期結(jié)果的？會不會有什么干擾因素呢？ 例如這個實驗中，如果開始使用了0.8 g/mL的蔗糖溶液，很快就觀察到了質(zhì)壁分離，但后來加清水怎么也不能使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復原，能否斷定當外界濃度低的時候細胞不能吸水呢？ 學生：不能。 教師：那為什么會出現(xiàn)與預期不符的結(jié)果呢？就要多思考了，有沒有誰能想到呢？ 學生：會不會因為蔗糖濃度過高了，導致細胞失水過快而死亡了。 教師：很好，回答得很正確。所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認真分析。 如果確實找不到實驗設(shè)計上的原因也找不到實驗操作上的原因，始終也未能得到預期的結(jié)果，這就要認定假設(shè)是錯的了。這時又要重新回頭做新的假設(shè)，然后設(shè)計別的實驗了。失敗不要緊，很多偉大的發(fā)現(xiàn)都不可能一次就成功的，都是要經(jīng)過多次，有的甚至千百次的失敗后才成功的。失敗是成功之母嘛。 ［教師精講］ 進行科學探究的方式是多種多樣的。一般來說，其基本過程具有六個要素：提出科學問題；進行猜想和假設(shè)；制定計劃，設(shè)計實驗；觀察與實驗，獲取事實與證據(jù)；檢驗與評價；表達與交流。某些探究過程只包含其中的幾個要素，而且也不一定按上面呈現(xiàn)的順序進行。我們進行科學探究主要是領(lǐng)悟科學探究的思想，培養(yǎng)自己進行科學探究所需要的能力，增進對科學探究方法與過程的理解?？茖W探究能力是通過完成部分探究活動和完整的探究活動而形成和發(fā)展的。 ［評價反饋］ 1.精選練習 （1）酵母菌培養(yǎng)基中，常含有一定濃度的葡萄糖，但當葡萄糖濃度過高時，反而抵制了微生物的生長，原因是 A.改變了酵母菌的pH B.碳源太豐富 C.細胞失水影響其生活 D.葡萄糖不是酵母菌的原料 （2）當把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中后，原生質(zhì)層和細胞壁之間將 A.緊緊靠在一起 B.充滿細胞液 C.充滿蔗糖溶液 D.充滿清水 答案：（1）C （2）C ［課堂小結(jié)］ 我們這節(jié)課就到這里，主要是告訴大家探究的一般方法和基本的步驟：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計實驗→開展實驗→記錄結(jié)果→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達與交流。下節(jié)課我們就到實驗室來完成這個實驗。 ［布置作業(yè)］ 課后完善本實驗的設(shè)計，理順操作步驟，預期實驗結(jié)果并思考： 1.假如細胞壁相當于一層半透膜，實驗結(jié)果會有什么不同？ 2.如果沒有細胞壁，實驗結(jié)果會有什么不同？ ［課后拓展］ 請根據(jù)下述條件設(shè)計一個實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟并分析結(jié)果：一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250 mL燒杯1只、半透膜制成的透析袋子只、有刻度玻璃管1支、細線1根、支架1個。 提示：此題主要考查設(shè)計實驗的能力。設(shè)計實驗的目的（提出問題）：鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液。設(shè)計實驗依據(jù)的原理：滲透作用原理。實驗材料和用品的選擇：制作一個滲透裝置和進行滲透作用測量的材料、用品。合理安排實驗步驟參見下面的答案。對實驗結(jié)果的預測和分析參見下面答案。得出科學的結(jié)論：明確實驗目的→實驗依據(jù)的原理→實驗材料和用品的選擇→合理安排實驗的步驟→對實驗結(jié)果的預測和分析→得出科學的結(jié)論，這是設(shè)計實驗的基本思路和程序。 （1）實驗步驟 ①將一瓶中的蔗糖溶液倒入燒杯中。②將另一瓶中的蔗糖溶液裝滿透析袋，將刻度玻璃管插入袋內(nèi)溶液中，用線將袋口和玻璃管扎緊。③將插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液的燒杯中，垂直固定于支架上，記錄刻度玻璃管液面刻度。④一段時間后，觀察玻璃管液面刻度，確定液面是升還是降。 （2）結(jié)果分析 如液面升高，則透析袋中的溶液是0.3 g/mL的蔗糖溶液，燒杯中的溶液為0.1 g/mL的蔗糖溶液。反之，可推測透析袋中是0.1 g/mL的蔗糖溶液，燒杯中的溶液為0.3 g/mL的蔗糖溶液。 ●板書設(shè)計 第4章 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗? 第一課時 探究細胞的吸水與失水